[go: up one dir, main page]

DE69807353T2 - IMPROVEMENTS IN THE GLASS COATING - Google Patents

IMPROVEMENTS IN THE GLASS COATING

Info

Publication number
DE69807353T2
DE69807353T2 DE69807353T DE69807353T DE69807353T2 DE 69807353 T2 DE69807353 T2 DE 69807353T2 DE 69807353 T DE69807353 T DE 69807353T DE 69807353 T DE69807353 T DE 69807353T DE 69807353 T2 DE69807353 T2 DE 69807353T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
silicon source
ozone
silicon
glass
hot glass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
DE69807353T
Other languages
German (de)
Other versions
DE69807353D1 (en
Inventor
Liang Ye
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pilkington Group Ltd
Original Assignee
Pilkington PLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pilkington PLC filed Critical Pilkington PLC
Publication of DE69807353D1 publication Critical patent/DE69807353D1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE69807353T2 publication Critical patent/DE69807353T2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/22Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with other inorganic material
    • C03C17/23Oxides
    • C03C17/245Oxides by deposition from the vapour phase
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/22Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
    • C23C16/30Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
    • C23C16/40Oxides
    • C23C16/401Oxides containing silicon
    • C23C16/402Silicon dioxide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2217/00Coatings on glass
    • C03C2217/20Materials for coating a single layer on glass
    • C03C2217/21Oxides
    • C03C2217/213SiO2
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C2218/00Methods for coating glass
    • C03C2218/10Deposition methods
    • C03C2218/15Deposition methods from the vapour phase
    • C03C2218/152Deposition methods from the vapour phase by cvd

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Chemical Vapour Deposition (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Beschichtung von Glas und insbesondere das Aufbringen einer Siliciumoxid-Beschichtung auf Flachglas bei Temperaturen unter den Schwimmbad-Temperaturen.The present invention relates to the coating of glass and, in particular, to the application of a silica coating to flat glass at temperatures below swimming pool temperatures.

Es war bekannt, Siliciumoxid-Beschichtungen auf Glas bei Schwimmbad-Temperaturen (etwa 600ºC und darüber) aufzubringen, wobei ein gasförmiges Gemisch aus Silan, Ethylen und üblicherweise einem Sauerstoff enthaltenden Gas wie zum Beispiel CO&sub2; verwendet wurde (siehe zum Beispiel 6B I 573 154, EP 0 275 662 B und EP 0 348 185 B), und in noch jüngerer Zeit wurde in der EP 0 611 733 A2 vorgeschlagen, gemischte Beschichtungsschichten abzuscheiden, die sowohl Zinnoxid wie auch Siliciumoxid enthalten, wobei unter anderem Alkoxysilanverbindungen als Quelle für das Siliciumoxid mit einem Beschleuniger zur Erhöhung der Wachstumsrate der Beschichtung verwendet werden. Die EP 0 611 733 A2 offenbart Beschleuniger für Beschichtungssysteme, die über 1000ºF (538ºC, typischerweise bei Schwimmbad-Temperaturen) arbeiten, und schlägt die Verwendung eines breiten Spektrums von Beschleunigern, einschließlich Lewis-Säuren, Lewis-Basen, Wasser, bestimmten Verbindungen von Stickstoff, Phosphor, Bor und Schwefel mit spezifizierter Strukturformel, bestimmter Aluminiumverbindungen mit spezifizierter Strukturformel und Ozon, vor. Die einzigen Beschleunigungsmittel, die in den Beispielen, die alle bei einer Glastemperatur von 1200ºF (650ºC) durchgeführt werden, eingesetzt werden, sind Trialkylphosphite.It has been known to apply silica coatings to glass at swimming pool temperatures (about 600°C and above) using a gaseous mixture of silane, ethylene and usually an oxygen-containing gas such as CO2 (see for example 6B I 573 154, EP 0 275 662 B and EP 0 348 185 B) and more recently it has been proposed in EP 0 611 733 A2 to deposit mixed coating layers containing both tin oxide and silica using, inter alia, alkoxysilane compounds as a source of the silica with an accelerator to increase the growth rate of the coating. EP 0 611 733 A2 discloses accelerators for coating systems operating above 1000ºF (538ºC, typically at swimming pool temperatures) and suggests the use of a wide range of accelerators including Lewis acids, Lewis bases, water, certain compounds of nitrogen, phosphorus, boron and sulfur with specified structural formula, certain aluminum compounds with specified structural formula and ozone. The only accelerators used in the examples, all of which are carried out at a glass transition temperature of 1200ºF (650ºC), are trialkyl phosphites.

Unglücklicherweise weisen die Verfahren, die zum Aufbringen von Siliciumoxid (insbesondere Siliciumoxiden, die einen hohen Anteil an Sauerstoff enthalten, was zu einem Brechungsindex von 1,5 oder weniger führt) im wesentlichen bei Atmosphärendruck bekannt sind, einen oder mehrere der folgenden Nachteil(e) auf, wenn sie verwendet werden, um Beschichtungen auf heißes Glas mit Temperaturen bei oder unter Schwimmbad-Temperaturen, speziell Temperaturen unter 550ºC, aufzubringen:Unfortunately, the processes known for applying silicon oxide (particularly silicon oxides containing a high proportion of oxygen resulting in a refractive index of 1.5 or less) essentially at atmospheric pressure have one or more of the following disadvantages when used to apply coatings to hot glass at temperatures at or below swimming pool temperatures, especially temperatures below 550ºC:

(a) Geringe Beschichtungs-Wachstumsrate,(a) Low coating growth rate,

(b) teuere Reaktanten,(b) expensive reactants,

(c) Tendenz zur Aufbringung der Reaktanten in Gasphase, was zu einer inakzeptablen Partikelbildung führt,(c) tendency to deposit reactants in gas phase, leading to unacceptable particle formation,

(d) Explosionsgefahr bei der Handhabung des verwendeten Reaktantengasgemisches.(d) Risk of explosion when handling the reactant gas mixture used.

Wir haben nun festgestellt, daß einer oder mehrere dieser Nachteile beseitigt werden kann/können oder zumindest stark gemildert werden kann/können, indem ein Gemisch aus einer Silicium- Quelle und mit Ozon angereichertem Sauerstoff verwendet wird, um die Beschichtungen aufzubringen.We have now found that one or more of these disadvantages can be eliminated or at least greatly mitigated by using a mixture of a silicon source and ozone-enriched oxygen to apply the coatings.

Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Aufbringen einer Siliciumoxid-Beschichtung auf heißes Glas bei einer Temperatur unterhalb 500ºC bereitgestellt, bei dem das heiße Glas mit einem gasförmigen Gemisch aus einer Silicium- Quelle und mit Ozon angereichertem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis Ozon zu Silicium-Quelle in dem gasförmigen Gemisch im Bereich von 0,01 : 1 bis 0,4 : 1 liegt.According to one aspect of the present invention, there is provided a method of applying a silicon oxide coating to hot glass at a temperature below 500°C, which comprises contacting the hot glass with a gaseous mixture of a silicon source and ozone-enriched oxygen. characterized in that the molar ratio of ozone to silicon source in the gaseous mixture is in the range from 0.01:1 to 0.4:1.

Die Siliciumoxid-Beschichtung kann stöchiometrisch oder nicht- stöchiometrisch sein und kann Komponenten, zum Beispiel Stickstoff, Kohlenstoff und organische Mittel umfassen. Das Verfahren wird üblicherweise durchgeführt werden, indem das heiße Glas in Form eines heißen Glasbandes während des Schwimmglasherstellungsverfahrens stromabwärts des Schwimmbades im Tunnelkühlofen oder im Zwischenraum zwischen dem Schwimmbad und dem Tunnelkühlofen mit dem gasförmigen Gemisch in Kontakt gebracht wird.The silica coating may be stoichiometric or non-stoichiometric and may comprise components such as nitrogen, carbon and organic agents. The process is usually carried out by contacting the hot glass in the form of a hot glass ribbon with the gaseous mixture during the float glass manufacturing process downstream of the pool in the tunnel annealing furnace or in the space between the pool and the tunnel annealing furnace.

Das heiße Glas wird üblicherweise eine Temperatur im Bereich von 200 bis 600ºC, vorzugsweise von 200 bis 575ºC und bevorzugter von 225ºC bis 500ºC haben.The hot glass will typically have a temperature in the range from 200 to 600ºC, preferably from 200 to 575ºC, and more preferably from 225ºC to 500ºC.

Das Aufbringungsverfahren der vorliegenden Erfindung ist bei Temperaturen von mindestens 350ºC und vorzugsweise mindestens 375ºC zur Sicherstellung einer hohen Aufbringungsrate am günstigsten. Da es bei relativ niedrigen Temperaturen anwendbar ist, ist es insbesondere für eine Verwendung geeignet, wenn eine Beschichtung aus Siliciumoxid außerhalb des Schwimmbades auf ein Schwimmglas aufgebracht werden soll, zum Beispiel im Tunnelkühlofen oder im Zwischenraum zwischen dem Schwimmbad und dem Tunnelkühlofen.The application process of the present invention is most beneficial at temperatures of at least 350°C and preferably at least 375°C to ensure a high application rate. Since it is applicable at relatively low temperatures, it is particularly suitable for use when a coating of silica is to be applied to a float glass outside the swimming pool, for example in the tunnel annealing furnace or in the space between the swimming pool and the tunnel annealing furnace.

Es ist auch insbesondere anwendbar, wenn die Temperatur des Substrates unter etwa 525ºC liegt, wenn die Aufbringungsrate, die mit alternativen Silan-Sauerstoff-Systemen erreicht wird, deutlich abzufallen beginnt. Somit wird nach einem besonders bevorzugten Aspekt der Erfindung das Glas mit dem Silicium-Quelle/Sauerstoff/Ozon-Gemisch in Kontakt gebracht, wenn das Glas eine Temperatur im Bereich von 375ºC bis 525ºC hat.It is also particularly applicable when the temperature of the substrate is below about 525°C, when the deposition rate achieved with alternative silane-oxygen systems begins to drop significantly. Thus, in a particularly preferred aspect of the invention, the glass is contacted with the silicon source/oxygen/ozone mixture when the glass has a temperature in the range of 375°C to 525°C.

Das heiße Glas wird normalerweise im wesentlichen bei Atmosphärendruck mit dem gasförmigen Gemisch in Kontakt gebracht.The hot glass is normally brought into contact with the gaseous mixture at essentially atmospheric pressure.

Ein breites Spektrum von Silicium-Verbindungen wurde zur Verwendung als Silicium-Quelle in Dampfabscheidungsverfahren verwendet und vorgeschlagen, die insbesondere Silane und Siloxane umfassen. Die Eignung einer besonderen Silicium-Verbindung zur Verwendung in den Verfahren der vorliegenden Erfindung können durch ein Routineexperiment bestimmt werden. Die Verbindungen, die bei relativ niedrigen Temperaturen, die in den Verfahren der vorliegenden Erfindung angewendet werden, nicht schnell Beschichtungen bilden, sind zur Verwendung in Schwimmglas-Herstellungsverfahren weniger bevorzugt, obgleich sie in "off-line"-Aufbringungsverfahren, in denen die Aufbringungszeit ausgedehnt werden kann, nützlich sein können. Beispiele für geeignete Silane umfassen Silan (SiH&sub4;), Disilan, Alkylsilane (zum Beispiel Tri- oder Tetramethylsilan, Hexamethyldisilan und andere Alkylsilane, die geradkettige oder verzweigte, substituierte oder unsubstituierte Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen haben), speziell Dialkylsilane, vorzugsweise Dimethylsilan;A wide range of silicon compounds have been used and proposed for use as a silicon source in vapor deposition processes, including in particular silanes and siloxanes. The suitability of a particular silicon compound for use in the processes of the present invention can be determined by routine experimentation. Those compounds which do not form coatings rapidly at the relatively low temperatures used in the processes of the present invention are less preferred for use in float glass manufacturing processes, although they may be useful in "off-line" deposition processes where the deposition time can be extended. Examples of suitable silanes include silane (SiH4), disilane, alkylsilanes (for example tri- or tetramethylsilane, hexamethyldisilane and other alkylsilanes having straight-chain or branched, substituted or unsubstituted alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms), especially dialkylsilanes, preferably dimethylsilane;

Alkoxysilane (zum Beispiel Methyltrimethoxysilan, Dimethyldimethoxysilan und andere Alkylalkoxysilane, die substituierte oder unsubstituierte, geradkettige oder verzweigtkettige Alkylgruppen mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen haben), speziell Tetra(alkoxy)- silane wie Tetraethoxysilan (TEOS); Di(alkoxy)silane, zum Beispiel Diacetoxy-di-tert-butoxysilan und oligomere Silane, speziell oligomere Alkoxysilane, zum Beispiel Ethylsilicat 40. Beispiele für geeignete Siloxane umfassen Hexa(alkyl)disiloxane wie zum-Beispiel Hexamethyldisiloxan und cyclische Silane, speziell Tetra(alkyl)- cyclotetrasiloxane wie Tetramethylcyclotetrasiloxan, und die Octa(alkyl)cyclotetrasiloxane wie zum Beispiel Octamethylcyclotetrasiloxan (OMCTS). Ein Siliciumhalogenid, zum Beispiel Siliciumtetrachlorid, kann als Silicium-Quelle eingesetzt werden. Die Silicium-Quelle kann ein Gemisch aus zwei oder mehr Silicium-Verbindungen umfassen.Alkoxysilanes (for example methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane and other alkylalkoxysilanes having substituted or unsubstituted, straight-chain or branched-chain alkyl groups with 1 to 12 carbon atoms), especially tetra(alkoxy)silanes such as tetraethoxysilane (TEOS); di(alkoxy)silanes, for example diacetoxy-di-tert-butoxysilane and oligomeric silanes, especially oligomeric alkoxysilanes, for example ethyl silicate 40. Examples of suitable siloxanes include hexa(alkyl)disiloxanes such as hexamethyldisiloxane and cyclic silanes, especially tetra(alkyl)cyclotetrasiloxanes such as tetramethylcyclotetrasiloxane, and the octa(alkyl)cyclotetrasiloxanes such as octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS). A silicon halide, for example silicon tetrachloride, can be used as the silicon source. The silicon source can comprise a mixture of two or more silicon compounds.

Das bevorzugte Alkoxysilan, Tetraethoxysilan, macht mit Sauerstoff eine Pyrolyse unter Herstellung von Silan bei Zersetzungsraten durch, welche in der Praxis nur zur Beschichtung von Glas in einer Straße bei Temperaturen von über 650ºC verwendbar sind. Die Aufbringungsrate kann erhöht werden, indem eine Plasmaverstärkte oder Niederdruck-CVD-Technik eingesetzt wird; allerdings ist keine für die kommerzielle Verwendung bei einem kontinuierlichen Glasband geeignet. Überraschenderweise ermöglicht die Anreicherung des Sauerstoffs mit nur einem geringen Anteil Ozon, daß Siliciumoxid-Beschichtungen mit einem hohen Verhältnis Sauerstoff-zu-Silicium (etwa 2, was eine Beschichtung mit einem Brechungsindex von 1,5 oder kleiner liefert) bei Temperaturen, die mindestens 375ºC niedrig sind, bei einer Rate, die für eine praktische Verwendung bei der On-Line-Beschichtung von Glas im wesentlichen bei Atmosphärendruck, das heißt, ohne die Notwendigkeit, ein Vakuum- oder Niederdruckverfahren wie zum Beispiel Sputtern anzuwenden, was für eine kommerzielle On-Line- Anwendung nicht praktikabel wäre, auf heißes Glas aufgebracht wird.The preferred alkoxysilane, tetraethoxysilane, undergoes pyrolysis with oxygen to produce silane at decomposition rates which are practically only useful for coating glass in a line at temperatures above 650ºC. The deposition rate can be increased by using a plasma enhanced or low pressure CVD technique, but neither is suitable for commercial use on a continuous glass ribbon. Surprisingly, enrichment of the oxygen with only a small amount of ozone enables silica coatings with a high oxygen to silicon ratio (about 2, which gives a coating with a refractive index of 1.5 or less) to be formed at temperatures which are at least 375ºC low, at a rate which is suitable for practical use in on-line coating of glass, applied to hot glass substantially at atmospheric pressure, that is, without the need to use a vacuum or low pressure process such as sputtering which would not be practical for commercial on-line application.

Ein Gasstrom, der mit Ozon angereicherten Sauerstoff umfaßt und der zur Verwendung in den erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, kann zweckdienlicherweise hergestellt werden, indem ein Sauerstoffstrom durch einen Ozongenerator geführt wird. Ozongeneratoren dieses Typs sind als handelsübliche Produkte verfügbar und sind fähig, einen Bereich an Ozonkonzentrationen im Sauerstoffstrom zu produzieren. In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein mit Ozon angereicherter Sauerstoffstrom, der durch einen herkömmlichen Ozongenerator erzeugt wird, mit einem zweiten Gasstrom, der mindestens eine Silicium-Quelle in einem Trägergas umfaßt, vermischt, um ein gasförmiges Gemisch zu bilden, das mit dem heißen Glas in Kontakt gebracht wird. Die genaue Ozonkonzentration im gasförmigen Gemisch ist normalerweise nicht kritisch und hängt von der Konzentration der verwendeten Silicium-Verbindung ab, wobei eine Erhöhung der Ozonkonzentration im Sauerstoffstrom über 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht aus Sauerstoff und Ozon im Sauerstoffstrom, zu einer geringen oder zu keiner Erhöhung bei der Aufbringungsrate führen kann. Tatsächlich haben wir gefunden, daß eine Erhöhung der Ozonkonzentration im gasförmigen Gemisch über einen bestimmten Level hinaus zu einer reduzierten Aufbringungsrate führen kann, und zwar vermutlich wegen konkurrierender Reaktionen; insbesondere konkurrierende Reaktionen in der Gasphase, die zu einer Pulverbildung führen, werden bei hohen Ozonkonzentrationen signifikanter. Somit wird für besondere angewendete Bedingungen die Ozonkonzentration im gasförmigen Gemisch eingestellt, um die Aufbringungsrate zu optimieren. Typischerweise wird dies die Verwendung einer solchen Ozonkonzentration beinhalten (in Sauerstoffstrom vor dem Gemisch mit der Silicium-Quelle im Trägergas), daß der Sauerstoff mit 0,5 bis 10 Gew.-% Ozon angereichert ist, daß der Sauerstoff speziell mit 0,5 bis 5 Gew.-% Ozon angereichert ist und daß das Molverhältnis von Ozon-zu-Silicium-Quellen-Verbindung im gasförmigen Gemisch nicht höher als 1 : 1 ist und vorzugsweise im Bereich von 0,005 : 1 bis 0,4 : 1, insbesondere von 0,05 bis 0,2 : 1 liegt. Eine niedrige Ozonkonzentration im gasförmigen Gemisch ist vorteilhaft, da, obgleich höhere Ozonkonzentrationen (bis zu einem bestimmten Level) zu dichteren Filmen führen, sie auch dazu tendieren, Gasphasenreaktionen unter bestimmten Aufbringungsbedingungen zu fördern. Außerdem ist Ozon toxisch und eine niedrigere Ozonkonzentration ist sicherer.A gas stream comprising ozone-enriched oxygen suitable for use in the processes of the invention may conveniently be prepared by passing an oxygen stream through an ozone generator. Ozone generators of this type are available as commercial products and are capable of producing a range of ozone concentrations in the oxygen stream. In a preferred embodiment of the present invention, an ozone-enriched oxygen stream produced by a conventional ozone generator is mixed with a second gas stream comprising at least one silicon source in a carrier gas to form a gaseous mixture which is contacted with the hot glass. The precise ozone concentration in the gaseous mixture is not normally critical and will depend on the concentration of silicon compound used, and an increase in the ozone concentration in the oxygen stream above 1% by weight based on the total weight of oxygen and ozone in the oxygen stream may result in little or no increase in the deposition rate. In fact, we have found that an increase in the ozone concentration in the gaseous mixture beyond a certain level may result in a reduced deposition rate, presumably due to competing reactions; in particular, competing reactions in the gas phase which result in powder formation become more significant at high ozone concentrations. Thus, for particular applied conditions, the ozone concentration in the gaseous mixture is adjusted to optimize the deposition rate. Typically this will involve using an ozone concentration (in the oxygen stream prior to mixing with the silicon source in the carrier gas) such that the oxygen is enriched with 0.5 to 10 wt% ozone, specifically that the oxygen is enriched with 0.5 to 5 wt% ozone, and that the molar ratio of ozone to silicon source compound in the gaseous mixture is not higher than 1:1, and preferably in the range 0.005:1 to 0.4:1, particularly 0.05 to 0.2:1. A low ozone concentration in the gaseous mixture is advantageous because, although higher ozone concentrations (up to a certain level) result in denser films, they also tend to promote gas phase reactions under certain application conditions. In addition, ozone is toxic and a lower ozone concentration is safer.

Das Ozon/Sauerstoff-Gas wird vorzugsweise mit dem Trägergas und der verdampften Silicium-Quelle vermischt, bevor die Gase mit der heißen Glasoberfläche in Kontakt gebracht werden. Dieses Mischen wird vorzugsweise unmittelbar, bevor die Gase mit dem Glas in Kontakt kommen, durchgeführt, um Nebenreaktionen vor dem Aufbringen zu reduzieren.The ozone/oxygen gas is preferably mixed with the carrier gas and the vaporized silicon source before the gases are brought into contact with the hot glass surface. This mixing is preferably carried out immediately before the gases come into contact with the glass in order to reduce side reactions prior to deposition.

Die vorliegende Erfindung wird durch die folgenden Beispiele erläutert, aber nicht beschränkt. In den Beispielen werden Gasvolumina bei Raumtemperatur- und -druck (das heißt, bei etwa 20ºC und Atmosphärendruck) angegeben, wenn nichts anderes angegeben ist. Die Volumina an Vorstufenflüssigkeit bei Raumtemperatur sind Flüssigkeitsvolumina vor der Verdampfung.The present invention is illustrated, but not limited, by the following examples. In the examples, gas volumes are given at room temperature and pressure (i.e., at about 20°C and atmospheric pressure) unless otherwise indicated. Precursor liquid volumes at room temperature are liquid volumes prior to vaporization.

Ozon wurde unter Verwendung kommerzieller Ozongeneratoren (Peak Scientific OZO6, Astex AX8100 oder Wedeco Ltd. SWO30) aus strömendem Sauerstoffgas produziert. Wenn nichts anderes angegeben ist, sind die Ozonkonzentrationen das Ozongewicht (in g/m³) oder das Prozentgewicht von Ozon in Sauerstoff im Sauerstoffstrom, der durch den Generator erzeugt wurde. Der Sauerstoff, der mit Ozon in dieser Konzentration angereichert wurde, wurde anschließend mit Trägergas, das die Silicium-Quelle enthielt, unter Bildung des gasförmigen Gemisches vermischt.Ozone was produced from flowing oxygen gas using commercial ozone generators (Peak Scientific OZO6, Astex AX8100 or Wedeco Ltd. SWO30). Unless otherwise stated, ozone concentrations are the weight of ozone (in g/m3) or the percent weight of ozone in oxygen in the oxygen stream produced by the generator. The oxygen, enriched with ozone at this concentration, was then mixed with carrier gas containing the silicon source to form the gaseous mixture.

Beispiele 1 und 2Examples 1 and 2

In diesen bevorzugten Beispielen wurde eine Siliciumoxid-Beschichtung an einem Rand eines sich bewegenden Bandes aus Schwimmglas im Tunnelkühlofen während des Produktionsprozesses aufgebracht, wobei ein Aufbringungsverfahren mit laminarer Strömung verwendet wurde, wie es im GB-Patent 1 507 996 B beschrieben und dargestellt ist, bei dem eine Beschichtungskammeröffnung auf das Glas von oben mit einer Länge von 150 mm in Richtung der Bandbewegung und mit einer Breite von 100 mm verwendet wurde. Das Glas war klares Schwimmglas mit einer Banddicke von 1,1 mm, das sich mit einer Bandgeschwindigkeit von 348 Meter pro Stunde vorwärtsbewegte. Das Beschichtungsgas wurde aufgebracht, als die Glastemperatur im Bereich von 485 bis 510ºC lag. In Beispiel 1 war die verwendete Silicium- Quelle Tetraethoxysilan (TEOS). Stickstoffträgergas wurde durch eine TEOS-Waschflasche geleitet. Die TEOS-Menge im Stickstoffgasstrom wurde reguliert, indem die Temperatur des TEOS in der Waschflasche mit einer Heizplatte verändert wurde. Der Dampfdruck von TEOS ändert sich in bekannter Weise mit der Temperatur. Der Partialdruck von TEOS kann daher reguliert werden, indem die Temperatur des TEOS in der Waschflasche verändert wird. Die typische Durchflußgeschwindigkeit des Stickstoffträgergases war 1 Liter/Minute. Die TEOS-Menge, die verwendet wurde, wurde unter Verwendung der Änderung des Flüssigkeitsvolumens in der Waschflasche errechnet. Es wurden 1,25 bis 1,5 Milliliter/Minute TEOS (gemessen als Flüssigkeitsvolumen) zugeführt. Der resultierende gasförmige TEOS-Strom im Stickstoffträgergas mit 110ºC wurde mit einem Sauerstoffstrom (typische Durchflußgeschwindigkeit 1 Liter/Minute), der etwa 1 Gew.-% Ozon enthielt, in der Beschichtungskammer vermischt. Das Molverhältnis von Ozon zu TEOS war etwa 0,05 : 1.In these preferred examples, a silica coating was applied to an edge of a moving belt of float glass in the tunnel lehr during the production process using a laminar flow application method as described and illustrated in GB Patent 1 507 996 B, in which a coating chamber opening was applied to the glass from above with a length of 150 mm in the direction of belt movement and with a width of 100 mm was used. The glass was clear float glass with a belt thickness of 1.1 mm, moving at a belt speed of 348 meters per hour. The coating gas was applied when the glass temperature was in the range of 485 to 510ºC. In Example 1, the silicon source used was tetraethoxysilane (TEOS). Nitrogen carrier gas was passed through a TEOS wash bottle. The amount of TEOS in the nitrogen gas stream was regulated by changing the temperature of the TEOS in the wash bottle with a hot plate. The vapor pressure of TEOS changes with temperature in a known manner. The partial pressure of TEOS can therefore be regulated by changing the temperature of the TEOS in the wash bottle. The typical flow rate of the nitrogen carrier gas was 1 liter/minute. The amount of TEOS used was calculated using the change in liquid volume in the wash bottle. TEOS was added at 1.25 to 1.5 milliliters/minute (measured as liquid volume). The resulting gaseous TEOS stream in nitrogen carrier gas at 110ºC was mixed with an oxygen stream (typical flow rate 1 liter/minute) containing about 1 wt% ozone in the coating chamber. The molar ratio of ozone to TEOS was about 0.05:1.

Die resultierende Beschichtung, von der festgestellt wurde, daß sie Siliciumdioxid mit einem Brechungsindex von 1,46 war und eine gute Glätte und Einheitlichkeit hatte (wenn sie unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops untersucht wurde), hatte eine Dicke von 450 Å, was einer Aufbringungsrate von etwa 300 Å pro Sekunde entspricht.The resulting coating, which was found to be silica with a refractive index of 1.46 and had good smoothness and uniformity (when examined using a scanning electron microscope), had a Thickness of 450 Å, which corresponds to a deposition rate of about 300 Å per second.

Beispiel 2 wurde unter denselben Bedingungen wie Beispiel 1 durchgeführt, außer daß Octamethylcyclotetrasiloxan (OMCTS) als Silicium-Quelle verwendet wurde, wobei aber dieselbe Zuführungsrate wie für TEOS in Beispiel 1 verwendet wurde, das Molverhältnis von Ozon zu OMCTS etwa 0,06 : 1 war. Die Beschichtungsdicke war in diesem Fall mit 350 bis 400 A etwas kleiner als die in Beispiel 1 beobachtete, allerdings bestand die Beschichtung wieder aus Siliciumdioxid mit einem Brechungsindex von 1,46, hatte eine gute Glätte und Einheitlichkeit, wenn sie mit dem Rasterelektronenmikroskop und dem Rasterkraftmikroskop betrachtet wurde (Vergleich SEM und AFM).Example 2 was carried out under the same conditions as Example 1, except that octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS) was used as the silicon source, but using the same feed rate as for TEOS in Example 1, the molar ratio of ozone to OMCTS was about 0.06:1. The coating thickness in this case was slightly smaller than that observed in Example 1, at 350 to 400 Å, but the coating was again made of silica with a refractive index of 1.46, had good smoothness and uniformity when observed with the scanning electron microscope and atomic force microscope (compare SEM and AFM).

Beispiele 3 bis 7Examples 3 to 7

In jedem dieser Beispiele wurde eine 4 mm dicke Probe klares Schwimmglas mit einer Fläche von etwa 50 Quadratzentimeter auf einer Graphit-Erhitzungsvorrichtung in einem Siliciumdioxid- Rohrreaktor erhitzt und mit einem gasförmigen Gemisch aus einem Alkoxysilan und mit Ozon angereichertem Sauerstoff, das durch das Siliciumoxidrohr über die Glasprobe strömte, in Kontakt gebracht. Das Trägergas, das die Silicium-Quelle enthielt, und der mit Ozon angereicherte Sauerstoffstrom wurden möglichst nah an dem heißen Glas vermischt, um eine Vorreaktion und Pulverbildung zu vermeiden.In each of these examples, a 4 mm thick sample of clear float glass with an area of about 50 square centimeters was heated on a graphite heater in a silica tube reactor and contacted with a gaseous mixture of an alkoxysilane and ozone-enriched oxygen flowing through the silica tube over the glass sample. The carrier gas containing the silicon source and the ozone-enriched oxygen stream were mixed as close to the hot glass as possible to avoid pre-reaction and powder formation.

Die gasförmigen Gemische wurden hergestellt, indem flüssiges Tetraethoxysilan (TEOS) in einen Verdampfer injiziert wurde, wo es in einem Stickstoffstromgas verdampfte und durch den Stickstoff durch das erhitzte Rohr getragen wurde, wobei es mit einem mit Ozon angereicherten Sauerstoffstrom unmittelbar, bevor es in den Reaktor eingeführt wurde, vermischt wurde. Der mit Ozon angereicherte Sauerstoff wurde unter Verwendung eines Ozongenerators erzeugt (Peak OZO6 für Ozonkonzentrationen unter 2, 5 Gew.-% und Astex AX8100 für Ozonkonzentrationen über 2,5 Gew.-%). Das Molverhältnis von Ozon zu TEOS im gasförmigen Gemisch war etwa 0,07 : 1.The gaseous mixtures were prepared by injecting liquid tetraethoxysilane (TEOS) into a vaporizer where it vaporized in a nitrogen stream and was carried through the heated tube by the nitrogen, mixing it with an ozone-enriched oxygen stream immediately before it was introduced into the reactor. The ozone-enriched oxygen was generated using an ozone generator (Peak OZO6 for ozone concentrations below 2.5 wt% and Astex AX8100 for ozone concentrations above 2.5 wt%). The molar ratio of ozone to TEOS in the gaseous mixture was approximately 0.07:1.

In jedem Beispiel wurde die Aufbringung für 1 5 bis 20 Sekunden fortgesetzt. Nach Aufbringung wurde der Strom der Reaktantengase gestoppt und die Probe wurde unter einem Stickstoffstrom abkühlen gelassen. Typischerweise wurden etwa 60 Minuten zum Abkühlen einer Probe auf Raumtemperatur benötigt. Nach dem Abkühlen wurden die Proben entfernt und die Dicke der Beschichtungen wurde nach einer geeigneten Ätzbehandlung mit 2% Fluorwasserstoffsäure gemessen, wobei eine Stylus-Technik (ein Dectak-II-Profilometer) und/oder ein Rasterelektronenmikroskop verwendet wurden. Die gemessene Dicke der Beschichtung und die Aufbringungszeit wurden verwendet, um die Aufbringungsrate zu errechnen. Beispielsweise sind die Substrattemperatur, die Zusammensetzung des Gasgemisches und die Aufbringungsrate in Tabelle 1 angegeben. Die Zusammensetzung der Beschichtungen wurde für repräsentative Beispiele durch Erstellung eines Auger- Profils bestimmt, wobei die Resultate anzeigen, daß die Beschichtungen aus Siliciumdioxid mit einem leichten Sauerstoffüberschuß bestanden (25 bis 30% Si, 65 bis 70% O). Allerdings ist das Auger-Profil mit Ungenauigkeiten verbunden und kann durch Wechselwirkungen mit der Glasoberfläche beeinträchtigt sein. Das Verhältnis Silicium: Sauerstoff stimmt mit Beschichtungen aus Siliciumdioxid überein, wobei der offensichtliche Sauerstoffüberschuß wahrscheinlich anzeigt, daß die Beschichtungen porös sind. Der Brechungsindex der Beschichtungen (allgemeines Aussehen des beschichteten Glases) wurde verwendet, um das Aufbringungsverfahren zu überwachen.In each example, deposition was continued for 15 to 20 seconds. After deposition, the flow of reactant gases was stopped and the sample was allowed to cool under a stream of nitrogen. Typically, about 60 minutes were required for a sample to cool to room temperature. After cooling, the samples were removed and the thickness of the coatings was measured after an appropriate etching treatment with 2% hydrofluoric acid using a stylus technique (a Dectak II profilometer) and/or a scanning electron microscope. The measured thickness of the coating and the deposition time were used to calculate the deposition rate. For example, the substrate temperature, the composition of the gas mixture and the deposition rate are given in Table 1. The composition of the coatings was determined for representative examples by creating an Auger profile, with the results indicating that the coatings consisted of silica with a slight excess of oxygen (25 to 30% Si, 65 to 70% O). However, the Auger profile is subject to inaccuracies and may be affected by interactions with the glass surface. The silicon:oxygen ratio is consistent with silica coatings, with the apparent excess of oxygen probably indicating that the coatings are porous. The refractive index of the coatings (general appearance of the coated glass) was used to monitor the deposition process.

Wie in Tabelle 1 angegeben ist, stieg die Aufbringungsrate für die Siliciumdioxidbeschichtungen zwischen Aufbringungstemperaturen von 375ºC und 475ºC rasch. Oberhalb 475ºC ist die Rate beim Anstieg der Aufbringungsrate langsamer. Ein überraschendes Ergebnis ist das, daß die Aufbringungsrate selbst bei 375ºC vernünftig hoch ist, wie dies in Beispiel 3 gezeigt wird. Dies ist für die Bildung von Siliciumdioxid-Beschichturigen während der Glasherstellung wichtig.As indicated in Table 1, the deposition rate for the silica coatings increased rapidly between deposition temperatures of 375ºC and 475ºC. Above 475ºC, the rate of increase in deposition rate is slower. A surprising result is that the deposition rate is reasonably high even at 375ºC, as shown in Example 3. This is important for the formation of silica coatings during glass manufacture.

Die Vergleichsbeispiele A, B und C wurden unter ähnlichen Bedingungen wie die Beispiele 5 bis 7, allerdings in Abwesenheit von Ozon, durchgeführt; die angewandten Bedingungen und die erreichten Aufbringungsraten sind wie in Tabelle 2 angegeben. Wenn die Beispiele mit den Vergleichsbeispielen verglichen werden, wird die verbesserte Aufbringungsrate, die unter Verwendung von Ozon im Dampf erreicht wird, deutlich. In Beispiel 5 war im Vergleich zu Vergleichsbeispiel A bei einer Aufbringung bei 475ºC die Aufbringungsrate der Beschichtungen aus dem Ozonenthaltenden Dampf 100 Å/s im Vergleich zu 20 Å/s; eine ähnliche Verbesserung gibt es bei den Beispielen 6 und 7 im Vergleich zu den Vergleichsbeispielen B und C.Comparative Examples A, B and C were run under similar conditions to Examples 5 to 7 but in the absence of ozone; the conditions used and the deposition rates achieved are as shown in Table 2. When the examples are compared to the comparative examples, the improved deposition rate achieved using ozone in the steam is evident. In Example 5, compared to Comparative Example A when applied at 475ºC the deposition rate of the coatings from the ozone-containing vapor is 100 Å/s compared to 20 Å/s; a similar improvement is seen in Examples 6 and 7 compared to Comparative Examples B and C.

In jedem Fall wurde eine Siliciumdioxid-Beschichtung, die durch Auger-Profil-Erstellung oder den Brechungsindex identifiziert wurde, bei der in Tabelle 3 angegebenen Aufbringungsrate aufgebracht.In each case, a silica coating identified by Auger profiling or refractive index was applied at the deposition rate indicated in Table 3.

Beispiele 8 bis 16Examples 8 to 16

Diese Beispiele wurden unter denselben Bedingungen wie Beispiel 7 und Vergleichsbeispiel C, außer, daß die verwendete Ozonkonzentration von 0,29 Gew.-% (Beispiel 8) bis 10,88 Gew.-% (Beispiel 16) variierte, durchgeführt. Das Molverhältnis Ozon zu TEOS lag zwischen etwa 0,01 : 10 (Beispiel 8) und etwa 0,3 : 1 (Beispiel 16).These examples were run under the same conditions as Example 7 and Comparative Example C, except that the ozone concentration used varied from 0.29 wt% (Example 8) to 10.88 wt% (Example 16). The molar ratio of ozone to TEOS was between about 0.01:10 (Example 8) and about 0.3:1 (Example 16).

In jedem Fall wurde eine Siliciumdioxid-Beschichtung, identifiziert durch Erstellung eines Auger-Profils oder Brechungsindex, bei der in Tabelle 3 angegebenen Aufbringungsrate aufgebracht.In each case, a silica coating, identified by Auger profile or refractive index, was applied at the deposition rate indicated in Table 3.

Aus Tabelle 3 wird sofort deutlich, daß Ozon im Gasstrom zu einer Verbesserung bei der Aufbringungsrate führt, selbst wenn die Ozonkonzentration sehr niedrig ist, wie zum Beispiel in Beispiel 9. Bei einer weiteren Erhöhung der Ozonkonzentration steigt die Aufbringungsrate weiter, allerdings mit geringerer Geschwindigkeit, wie dies in den Beispielen 10, 11 und 12 gezeigt wird. Es wird angenommen, daß dieser Effekt darauf beruht, daß bei dieser Ozonkonzentration das meiste TEOS oxidiert wurde, das heißt, die TEOS-Konzentration ist der für die Rate begrenzende Wert. Die Aufbringungsrate bleibt bei etwa demselben Level, bis die Ozonkonzentration 8 Gew. -% wie in Beispiel 15 ist. Über 8 Gew.-%, Beispiel 16, fällt die Aufbringungsrate deutlich ab, vermutlich, weil in der Gasphase eine Vorreaktion abläuft.It is immediately apparent from Table 3 that ozone in the gas stream leads to an improvement in the deposition rate even when the ozone concentration is very low, as in Example 9. As the ozone concentration is further increased, the deposition rate continues to increase, but at a slower rate, as shown in Examples 10, 11 and 12. This effect is believed to be due to the fact that at this ozone concentration most of the TEOS has been oxidized, i.e. the TEOS concentration is the rate limiting value. The deposition rate remains at about the same level until the ozone concentration is 8 wt.% as in Example 15. Above 8 wt.%, Example 16, the deposition rate drops significantly, presumably because a pre-reaction takes place in the gas phase.

Es ist zu erkennen, daß bei höheren Temperaturen leicht höhere Aufbringungsraten auftreten und es ist auch wahrscheinlich, daß die Ozonkonzentration, die erforderlich ist, um den Sättigungspunkt zu erreichen (das heißt, die Konzentration, bei der die Aufbringungsrate im wesentlichen von der Ozonkonzentration unabhängig ist) und die Ozonkonzentration, oberhalb der die Aufbringungsrate signifikant abfällt, höher sein werden. Je höher die Ozonkonzentration ist, desto besser ist die Oberflächenqualität und die Filmdichte (grob aus der Veränderung bei der Ätzrate geschätzt) der aufgebrachten Beschichtungen. Wenn kein Ozon zugeführt wird, wie in den Vergleichsbeispielen, sind die optische Qualität und die Oberflächenqualität der Beschichtung, selbst bei 575ºC, für kommerziell verwendbare Produkte nicht gut genug. TABELLE 1 It will be seen that slightly higher deposition rates will occur at higher temperatures and it is also likely that the ozone concentration required to reach the saturation point (i.e., the concentration at which the deposition rate is substantially independent of the ozone concentration) and the ozone concentration above which the deposition rate drops significantly will be higher. The higher the ozone concentration, the better the surface quality and film density (roughly estimated from the change in etch rate) of the deposited coatings. If no ozone is supplied, as in the comparative examples, the optical quality and surface quality of the coating, even at 575ºC, are not good enough for commercially viable products. TABLE 1

* durch Flüssigkeitsinjektion* by fluid injection

** Variation der Stickstoff-Strömungsgeschwindigkeit über diesen Bereich scheint nur einen geringen Effekt auf die Aufbringungsrate zu haben** Varying the nitrogen flow rate over this range appears to have little effect on the deposition rate

*** ungefähre Strömungsrate TABELLE 2 *** approximate flow rate TABLE 2

Beispiele 17 bis 21Examples 17 to 21

Diese Beispiele wurden unter denselben Bedingungen wie Beispiel 7, außer der Strömungsgeschwindigkeit für TEOS, durchgeführt. Die Bedingungen für diese Beispiele sind in Tabelle 4 angegeben. Das Molverhältnis von Ozon zu TEOS schwankte zwischen etwa 0,4 : 1 (Beispiel 17) und etwa 0,05 : 1 (Beispiel 21). Die TEOS- Strömungsgeschwindigkeit wurde durch eine automatische Spritze reguliert, die kontrollierbare Mengen an TEOS in den Verdampfer injizierte. Wenn die Zuführungsrate für flüssiges TEOS von 0,4 ml/min auf 3,4 ml/min erhöht wird, nimmt die Aufbringungsrate auch zu, wie dies in den Beispielen 17 bis 20 gezeigt ist. Wenn die TEOS-Zuführungsrate in Beispiel 20 3,4 ml/min ist, scheint die Aufbringung eine Sättigung erreicht zu haben, da eine weitere Erhöhung der TEOS-Zuführungsrate, wie in Beispiel 21 gezeigt ist, die Aufbringungsrate nicht erhöht. Es wird angenommen, daß eine weitere Erhöhung der TEOS-Konzentration nach der Sättigung zu einer partiellen Oxidation von TEOS und einer Verringerung der Materialeffizienz führt. Diese Beispiele und die Beispiele 8 bis 16 zeigen, daß eine Erhöhung entweder der Ozon- oder TEOS-Konzentration die Aufbringungsrate erhöhen kann, bis ein Sättigungspunkt erreicht ist. Die Wahl der Bedingungen wurde in der Praxis als Gleichgewicht zwischen Aufbringungsrate und anderen verwandten Effekten einschließlich der Kosten der Ausgangsmaterialien, beurteilt.These examples were run under the same conditions as Example 7, except for the TEOS flow rate. The conditions for these examples are given in Table 4. The molar ratio of ozone to TEOS varied between about 0.4:1 (Example 17) and about 0.05:1 (Example 21). The TEOS flow rate was regulated by an automatic syringe that injected controllable amounts of TEOS into the vaporizer. As the liquid TEOS feed rate is increased from 0.4 ml/min to 3.4 ml/min, the deposition rate also increases, as shown in Examples 17 through 20. When the TEOS feed rate in Example 20 is 3.4 ml/min, the deposition appears to have reached saturation since further increasing the TEOS feed rate, as shown in Example 21, does not increase the deposition rate. It is believed that further increasing the TEOS concentration after saturation results in partial oxidation of TEOS and a reduction in material efficiency. These examples and Examples 8 through 16 demonstrate that increasing either the ozone or TEOS concentration can increase the deposition rate until a saturation point is reached. The choice of conditions was judged in practice as a balance between deposition rate and other related effects including the cost of the starting materials.

Beispiele 22 bis 29Examples 22 to 29

Diese Beispiele wurden unter Verwendung derselben Apparatur und ähnlicher Bedingungen wie die Beispiele 1 und 2 durchgeführt. Das gasförmige Gemisch wurde aufgebracht, als die Glastemperatur im Bereich von 4S0 bis 540ºC lag.These examples were carried out using the same apparatus and similar conditions as Examples 1 and 2. The gaseous mixture was applied when the glass transition temperature was in the range of 450 to 540°C.

Die Silicium-Quelle in den Beispielen 22 bis 29 war OMCTS.The silicon source in Examples 22 to 29 was OMCTS.

Tabelle 5 beschreibt das OMCTS-Volumen, das pro Minute verwendet wird, die Strömungsgeschwindigkeiten für Stickstoff und Sauerstoff und die Ozonkonzentration im Sauerstoffstrom.Table 5 describes the OMCTS volume used per minute, the flow rates for nitrogen and oxygen, and the ozone concentration in the oxygen stream.

Beispiele 30 bis 34Examples 30 to 34

Diese Beispiele wurden unter Verwendung derselben Apparatur und unter ähnlichen Bedingungen wie die Beispiele 3 bis 7 durchgeführt. Die Silicium-Quelle war OMCTS.These examples were performed using the same apparatus and under similar conditions as Examples 3 to 7. The silicon source was OMCTS.

Die Strömungsgeschwindigkeit für Sauerstoff war 2 l/min. angereichert mit 5,7 g/m³ Ozon (gemessen mit einem Ozonmeßgerät H1, erhalten von IN USA Inc.). Die flüssige Vorstufe wurde in Stickstoffträgergas (Strömungsgeschwindigkeit 2 l/min) mit 0,4 ml/min (Flüssigkeitsvolumen) injiziert. Das Stickstoffträgergas wurde vor der Injektion der flüssigen Silicium-Quelle mit 1,4 l/min Helium vermischt. Die Leitungen zu dem Reaktor wurden auf 110ºC erwärmt.The oxygen flow rate was 2 l/min. enriched with 5.7 g/m³ ozone (measured with an ozone meter H1 obtained from IN USA Inc.). The liquid precursor was injected into nitrogen carrier gas (flow rate 2 l/min) at 0.4 ml/min (liquid volume). The nitrogen carrier gas was mixed with 1.4 l/min helium prior to injection of the liquid silicon source. The lines to the reactor were heated to 110ºC.

Die Temperatur des Glassubstrats während der Aufbringung und die Aufbringungszeit sind in Tabelle 6 beschrieben. TABELLE 3 TABELLE 4 TABELLE 5 TABELLE 6 The temperature of the glass substrate during deposition and the deposition time are described in Table 6. TABLE 3 TABLE 4 TABLE 5 TABLE 6

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, daß Siliciumdioxid-Beschichtungen mit guter Glätte und Einheitlichkeit bei hohen Raten, speziell Temperaturen unter der Schwimmbad-Temperatur, aufgebracht werden, so daß Siliciumdioxid-Beschichtungen zweckdienlicherweise auf ein Band auf Schwimmglas im Glüh-Tunnelkühlkanal oder im Kühltunnel-Zwischenraum aufgebracht werden können (erleichtert die Aufbringung einer Siliciumdioxid-Beschichtung über eine frühere Beschichtung, die im Schwimmbad aufgebracht wurde). Es wird keine oder nur eine geringe unerwünschte Vorreaktion beobachtet und Pulverbildung ist kein Problem. Die verwendeten Gase können vor Einführung in die Beschichtungskammer, angrenzend zum Glas, vorgemischt werden, was es möglich macht, daß ein Aufbringungsverfahren mit laminarer Strömung angewendet wird; dadurch wird offensichtlich eine hohe Umwandlungseffizienz möglich. Darüber hinaus können Alkoxysilane, zum Beispiel TEOS, verwendet werden; solche Verbindungen haben eine gute chemische Stabilität, zeigen eine einfache Handhabung und sind bei vernünftigen Kosten leicht erhältlich.The process of the invention enables silica coatings to be applied with good smoothness and uniformity at high rates, especially at temperatures below the swimming pool temperature, so that silica coatings can be conveniently applied to a ribbon on float glass in the annealing tunnel cooling channel or in the cooling tunnel gap (facilitating the application of a silica coating over a previous coating applied in the swimming pool). Little or no undesirable pre-reaction is observed and powder formation is not a problem. The gases used can be premixed prior to introduction into the coating chamber adjacent to the glass, enabling a laminar flow application process to be used; this obviously enables high conversion efficiency. In addition, alkoxysilanes, for example TEOS, can be used; such compounds have good chemical stability, are easy to handle and are readily available at reasonable costs.

Claims (23)

1. Verfahren zum Aufbringen einer Siliciumoxid-Beschichtung auf heißes Glas bei einer Temperatur unterhalb 600ºC, bei dem das heiße Glas mit einem gasförmigen Gemisch aus einer Silicium-Quelle und mit Ozon angereichertem Sauerstoff in Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Molverhältnis Ozon zu Silicium-Quelle in dem gasförmigen Gemisch im Bereich von 0,01 : 1 bis 0,4:I liegt.1. A method for applying a silicon oxide coating to hot glass at a temperature below 600°C, in which the hot glass is brought into contact with a gaseous mixture of a silicon source and ozone-enriched oxygen, characterized in that the molar ratio of ozone to silicon source in the gaseous mixture is in the range from 0.01:1 to 0.4:1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das heiße Glas in Form eines heißen Glasbandes während des Schwimmglasherstellungsprozesses stromabwärts von dem Schwimmbad mit dem gasförmigen Gemisch in Kontakt gebracht wird.2. The method of claim 1, wherein the hot glass in the form of a hot glass ribbon is brought into contact with the gaseous mixture during the floating glass manufacturing process downstream of the swimming pool. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das heiße Glas sich bei einer Temperatur im Bereich von 200ºC bis 600ºC befindet.3. A method according to claim 1 or claim 2, wherein the hot glass is at a temperature in the range of 200°C to 600°C. 4. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das heiße Glas sich bei einer Temperatur im Bereich von 200ºC bis 575ºC befindet.4. A method according to claim 1 or claim 2, wherein the hot glass is at a temperature in the range of 200ºC to 575ºC. 5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das heiße Glas sich bei einer Temperatur im Bereich von 225ºC bis 500ºC befindet.5. A method according to claim 1 or claim 2, wherein the hot glass is at a temperature in the range of 225°C to 500°C. 6. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das heiße Glas sich bei einer Temperatur im Bereich von 375ºC bis 525ºC befindet.6. A method according to claim 1 or claim 2, wherein the hot glass is at a temperature in the range of 375ºC to 525ºC. 7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das heiße Glas im wesentlichen bei Atmosphärendruck mit dem gasförmigen Gemisch in Kontakt gebracht wird.7. A method according to any one of the preceding claims, wherein the hot glass is brought into contact with the gaseous mixture substantially at atmospheric pressure. 8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Silan als Silicium-Quelle verwendet wird.8. A process according to any one of the preceding claims, wherein a silane is used as silicon source. 9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei SiH&sub4; als Silicium-Quelle verwendet wird.9. The method of claim 8, wherein SiH4 is used as silicon source. 10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ein Alkylsilan als Silicium- Quelle verwendet wird.10. The method of claim 8, wherein an alkylsilane is used as silicon source. 11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Dimethylsilan als Silicium-Quelle verwendet wird.11. The method of claim 10, wherein dimethylsilane is used as silicon source. 12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Trimethylsilan als Silicium-Quelle verwendet wird.12. The method of claim 10, wherein trimethylsilane is used as silicon source. 13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein Alkoxysilan als Silicium-Quelle verwendet wird.13. Process according to one of the preceding claims, wherein an alkoxysilane is used as silicon source. 14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei Tetraethoxysilan als Silicium-Quelle verwendet wird.14. The method of claim 13, wherein tetraethoxysilane is used as silicon source. 15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei ein Siloxan als Silicium-Quelle verwendet wird.15. Process according to claims 1 to 7, wherein a siloxane is used as silicon source. 16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei ein cyclisches Siloxan als Silicium-Quelle verwendet wird.16. The method of claim 15, wherein a cyclic siloxane is used as silicon source. 17. Verfahren nach Anspruch 10, wobei Octamethylcyclotetrasiloxan als Silicium-Quelle verwendet wird.17. The method of claim 10, wherein octamethylcyclotetrasiloxane is used as silicon source. 18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, wobei ein Siliciumhalogenid als Silicium-Quelle verwendet wird.18. Process according to claims 1 to 17, wherein a silicon halide is used as silicon source. 19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei Siliciumtetrachlorid als Silicium-Quelle verwendet wird.19. The method of claim 18, wherein silicon tetrachloride is used as the silicon source. 20. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, wobei die Silicium- Quelle ein Gemisch aus zwei oder mehreren Silicium- Verbindungen enthält.20. Process according to claims 1 to 7, wherein the silicon source contains a mixture of two or more silicon compounds. 21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Sauerstoff mit 0,5 bis 5 Gew.-% Ozon angereichert ist.21. A process according to any one of the preceding claims, wherein the oxygen is enriched with 0.5 to 5 wt.% ozone. 22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Siliciumoxid-Beschichtung einen Brechungsindex unterhalb 1,5 aufweist.22. A method according to any one of the preceding claims, wherein the silicon oxide coating has a refractive index below 1.5. 23. Glas, das mit einer Siliciumoxid-Beschichtung durch ein Verfahren der vorstehenden Ansprüche beschichtet ist.23. Glass coated with a silicon oxide coating by a process of the preceding claims.
DE69807353T 1997-11-04 1998-11-02 IMPROVEMENTS IN THE GLASS COATING Expired - Lifetime DE69807353T2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GBGB9723222.7A GB9723222D0 (en) 1997-11-04 1997-11-04 Coating glass
PCT/GB1998/003250 WO1999023042A1 (en) 1997-11-04 1998-11-02 Improvements in coating glass

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69807353D1 DE69807353D1 (en) 2002-09-26
DE69807353T2 true DE69807353T2 (en) 2003-05-15

Family

ID=10821513

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69807353T Expired - Lifetime DE69807353T2 (en) 1997-11-04 1998-11-02 IMPROVEMENTS IN THE GLASS COATING

Country Status (7)

Country Link
US (1) US6248397B1 (en)
EP (1) EP1034146B1 (en)
JP (1) JP2001521872A (en)
AU (1) AU9638598A (en)
DE (1) DE69807353T2 (en)
GB (1) GB9723222D0 (en)
WO (1) WO1999023042A1 (en)

Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003221257A (en) * 2002-01-31 2003-08-05 Nippon Sheet Glass Co Ltd Method for forming transparent thin film and transparent substrate equipped with the same
US6905939B2 (en) * 2002-02-27 2005-06-14 Applied Materials, Inc. Process for forming silicon oxide material
US7151532B2 (en) * 2002-08-09 2006-12-19 3M Innovative Properties Company Multifunctional multilayer optical film
US7431967B2 (en) * 2002-09-19 2008-10-07 Applied Materials, Inc. Limited thermal budget formation of PMD layers
US7335609B2 (en) * 2004-08-27 2008-02-26 Applied Materials, Inc. Gap-fill depositions introducing hydroxyl-containing precursors in the formation of silicon containing dielectric materials
US7456116B2 (en) * 2002-09-19 2008-11-25 Applied Materials, Inc. Gap-fill depositions in the formation of silicon containing dielectric materials
US20070212850A1 (en) * 2002-09-19 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Gap-fill depositions in the formation of silicon containing dielectric materials
US7141483B2 (en) * 2002-09-19 2006-11-28 Applied Materials, Inc. Nitrous oxide anneal of TEOS/ozone CVD for improved gapfill
DE602005003234T2 (en) 2004-07-12 2008-08-28 Cardinal Cg Co., Eden Prairie MAINTENANCE-FREE COATINGS
US20070212847A1 (en) * 2004-08-04 2007-09-13 Applied Materials, Inc. Multi-step anneal of thin films for film densification and improved gap-fill
US7642171B2 (en) * 2004-08-04 2010-01-05 Applied Materials, Inc. Multi-step anneal of thin films for film densification and improved gap-fill
US7294405B2 (en) 2004-08-26 2007-11-13 3M Innovative Properties Company Antiglare coating and articles
US7291386B2 (en) * 2004-08-26 2007-11-06 3M Innovative Properties Company Antiglare coating and articles
JP2006261434A (en) * 2005-03-17 2006-09-28 L'air Liquide Sa Pour L'etude & L'exploitation Des Procede S Georges Claude Method for forming silicon oxide film
US8264466B2 (en) * 2006-03-31 2012-09-11 3M Innovative Properties Company Touch screen having reduced visibility transparent conductor pattern
KR101431230B1 (en) * 2006-04-11 2014-08-18 카디날 씨지 컴퍼니 Photocatalytic coating with improved low holding properties
US20080011599A1 (en) 2006-07-12 2008-01-17 Brabender Dennis M Sputtering apparatus including novel target mounting and/or control
US7632543B2 (en) * 2006-12-05 2009-12-15 Guardian Industries Corp. Method of making IG window unit and forming silicon oxide based hydrophilic coating using chlorosilane vapor deposition
MX2009014171A (en) * 2007-07-06 2010-01-28 Pilkington Group Ltd Deposition process.
CA2664369A1 (en) 2007-09-14 2009-03-19 Cardinal Cg Company Low-maintenance coatings, and methods for producing low-maintenance coatings
CN101224952B (en) * 2008-02-19 2011-02-02 浙江大学 On-line preparation method of surface graded oxidation low-reflection nano-silicon coated glass
US7985188B2 (en) 2009-05-13 2011-07-26 Cv Holdings Llc Vessel, coating, inspection and processing apparatus
US9545360B2 (en) 2009-05-13 2017-01-17 Sio2 Medical Products, Inc. Saccharide protective coating for pharmaceutical package
MX345403B (en) 2009-05-13 2017-01-30 Sio2 Medical Products Inc Pecvd coating using an organosilicon precursor.
US9458536B2 (en) 2009-07-02 2016-10-04 Sio2 Medical Products, Inc. PECVD coating methods for capped syringes, cartridges and other articles
US11624115B2 (en) 2010-05-12 2023-04-11 Sio2 Medical Products, Inc. Syringe with PECVD lubrication
US9878101B2 (en) 2010-11-12 2018-01-30 Sio2 Medical Products, Inc. Cyclic olefin polymer vessels and vessel coating methods
US9272095B2 (en) 2011-04-01 2016-03-01 Sio2 Medical Products, Inc. Vessels, contact surfaces, and coating and inspection apparatus and methods
WO2013048751A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-04 Arkema Inc. Deposition of silicon oxide by atmospheric pressure chemical vapor deposition
US11116695B2 (en) 2011-11-11 2021-09-14 Sio2 Medical Products, Inc. Blood sample collection tube
US9554968B2 (en) 2013-03-11 2017-01-31 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging
CN103930595A (en) 2011-11-11 2014-07-16 Sio2医药产品公司 Passivating, pH protective or lubricious coating, coating method and apparatus for pharmaceutical packaging
JP5906711B2 (en) * 2011-12-14 2016-04-20 日本ゼオン株式会社 Method for producing surface-modified molded body
US20150297800A1 (en) 2012-07-03 2015-10-22 Sio2 Medical Products, Inc. SiOx BARRIER FOR PHARMACEUTICAL PACKAGE AND COATING PROCESS
JP6509734B2 (en) 2012-11-01 2019-05-08 エスアイオーツー・メディカル・プロダクツ・インコーポレイテッド Film inspection method
EP2920567B1 (en) 2012-11-16 2020-08-19 SiO2 Medical Products, Inc. Method and apparatus for detecting rapid barrier coating integrity characteristics
US9764093B2 (en) 2012-11-30 2017-09-19 Sio2 Medical Products, Inc. Controlling the uniformity of PECVD deposition
JP6382830B2 (en) 2012-11-30 2018-08-29 エスアイオーツー・メディカル・プロダクツ・インコーポレイテッド Uniformity control of PECVD deposition on medical syringes, cartridges, etc.
US9018108B2 (en) 2013-01-25 2015-04-28 Applied Materials, Inc. Low shrinkage dielectric films
WO2014134577A1 (en) 2013-03-01 2014-09-04 Sio2 Medical Products, Inc. Plasma or cvd pre-treatment for lubricated pharmaceutical package, coating process and apparatus
US9937099B2 (en) 2013-03-11 2018-04-10 Sio2 Medical Products, Inc. Trilayer coated pharmaceutical packaging with low oxygen transmission rate
WO2014144926A1 (en) 2013-03-15 2014-09-18 Sio2 Medical Products, Inc. Coating method
EP3122917B1 (en) 2014-03-28 2020-05-06 SiO2 Medical Products, Inc. Antistatic coatings for plastic vessels
BR112018003051B1 (en) 2015-08-18 2022-12-06 Sio2 Medical Products, Inc VACUUM BLOOD COLLECTION TUBE
US10604442B2 (en) 2016-11-17 2020-03-31 Cardinal Cg Company Static-dissipative coating technology
TWI797640B (en) 2020-06-18 2023-04-01 法商液態空氣喬治斯克勞帝方法研究開發股份有限公司 Silicon-based self-assembling monolayer compositions and surface preparation using the same

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5165972A (en) * 1984-08-13 1992-11-24 Pilkington Plc Coated glass
US5217753A (en) * 1989-02-21 1993-06-08 Libbey-Owens-Ford Co. Coated glass articles
GB8914047D0 (en) * 1989-06-19 1989-08-09 Glaverbel Method of and apparatus for pyrolytically forming an oxide coating on a hot glass substrate
JPH05281534A (en) * 1992-03-31 1993-10-29 Sumitomo Precision Prod Co Ltd Formation method of protective film on surface of liquid crystal base glass
JPH05336229A (en) 1992-06-03 1993-12-17 Nec Corp Display panel test device
ES2096864T3 (en) * 1992-07-11 1997-03-16 Pilkington Uk Ltd PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF REFLECTIVE COATINGS ON GLASS AND MIRRORS PREPARED FROM THE SAME.
JPH06244426A (en) * 1993-02-04 1994-09-02 Toagosei Chem Ind Co Ltd Method for manufacturing glass substrate for thin film formation
US5356718A (en) * 1993-02-16 1994-10-18 Ppg Industries, Inc. Coating apparatus, method of coating glass, compounds and compositions for coating glasss and coated glass substrates
JPH07187714A (en) * 1993-12-28 1995-07-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Surface processing method

Also Published As

Publication number Publication date
EP1034146A1 (en) 2000-09-13
US6248397B1 (en) 2001-06-19
JP2001521872A (en) 2001-11-13
AU9638598A (en) 1999-05-24
DE69807353D1 (en) 2002-09-26
WO1999023042A1 (en) 1999-05-14
GB9723222D0 (en) 1998-01-07
EP1034146B1 (en) 2002-08-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69807353T2 (en) IMPROVEMENTS IN THE GLASS COATING
DE68909774T2 (en) Deposition of silicon dioxide films based on liquid alkylsilanes.
DE69834609T2 (en) Silicon nitride obtained from bis (tertiary butylamino) silane
DE69901367T2 (en) Deposition of silicon dioxide and silicon oxynitride using bis (tertiary butylamino) silane
DE60112354T2 (en) CVD SYNTHESIS OF SILICON NITRIDE MATERIALS
EP1896362B1 (en) Method for production of silicon from silyl halides
DE68902596T2 (en) COATINGS ON GLASS.
DE69226377T2 (en) Evaporated hydrogen silsesquioxane to deposit a coating
DE69226814T2 (en) CVD method for forming a silicon oxide film
DE69807283T2 (en) coating process
DE69408280T2 (en) Process for the production of silicon-containing ceramic coatings in a chemical reactor by thermal decomposition of silazanes
DE69013007T2 (en) METHOD FOR CHEMICAL DEPOSIT FROM THE VAPOR PHASE OF NITRIDES OF THE TRANSITION METALS.
DE2625243C3 (en) Chemical vapor deposition process for zinc borosilicate glasses
DE69501274T2 (en) Process for the deposition of a ceramic coating from the vapor phase using a carrier gas containing water vapor and non-alkoxy-silane precursors
DE69026059T2 (en) Process for the production of a SiO2 film with a polysiloxane / ozone reaction
DE602005002635T2 (en) METHOD FOR THE DEPOSITION OF GALLIUM OXIDE COATINGS ON FLAT GLASS
DE1696628B2 (en) PROCESS FOR COATING THE SURFACE OF AN OBJECTIVE WITH SILICATE GLASS
DE10137088A1 (en) Process for forming silicon-containing thin layers by means of atomic layer deposition using trisdimethylaminosilane
DD264911A5 (en) PROCESS FOR PREPARING A COVER ON A GLASS SURFACE
EP0239664A1 (en) Process for producing layers containing silicon and oxide
DE102008060923B4 (en) Use of a layer
DE69809899T2 (en) FLUIDIZED LAYER REACTOR FOR DEPOSITING A MATERIAL ON A SURFACE BY MEANS OF CVD AND METHOD FOR PRODUCING A COATED SUBSTRATE WITH THIS REACTOR
DE69229618T2 (en) METHOD FOR PRODUCING A FILM GROWN IN THE STEAM PHASE
DE69204400T2 (en) Thin film coatings made using plasma activated chemical vapor deposition of fluorinated cyclosiloxanes.
DE69703005T2 (en) Process for producing a thin layer of metal fluoride on a substrate

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition